一种模块化气动软体机器人制造技术

本发明专利技术公开一种模块化气动软体机器人，其特征在于：所述的机器人由多个机器人单元（1）串联构成，相邻的机器人单元（1）之间通过可拆卸连接机构（2）连接，所述的机器人单元（1）包括波纹管式的外壳体（3），所述外壳体（3）内设置有n组气囊组件，n为大于3的自然数，所述的多组气囊组件在外壳体（3）的长度方向上等间距分布，所述气囊组件包括四个在圆周方向上均匀分布的气囊壳体（4），即所述的机器人单元（1）中包含由4n个气囊组件，这些气囊组件分为四列，每一列都包含有n个气囊组件，每个气囊壳体（4）内都设置有气囊。设置有气囊。设置有气囊。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化气动软体机器人


[0001]本专利技术涉及软体机器人领域，特别是一种模块化气动软体机器人。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，机器人在人类社会中发挥着越来越重要的作用。但目前机器人面临的一项核心挑战是如何在非结构化环境下实现人机安全交互。
[0003]传统刚性机器人研究的是怎样综合运用机械装置、传感器、驱动器和计算机来实现类生物体某些方面的功能。然而这类通过电机驱动连杆和齿轮等刚性部件的机器人所获得成功应用的场景却非常有限，绝大部分都局限于工厂的结构化环境中，遵循固定指令执行重复动作。而在我们日常生活的不能够完全感知且无法精确建模的非结构化环境中，由于传统刚性机器人本体多采用硬质材料，其自身不能随外界环境变形且自适应不足等因素，一旦出现机械疲劳、传感器失效或环境突变等事先没有考虑到的意外情况时，将会损坏机器人自身结构或破坏周围环境。
[0004]软体机器人技术是一门集成了仿生学研究、柔性材料和智能控制的新兴学科。软体机器人作为仿生机器人的延续发展，再加上智能材料的不断突破，现如今软体机器人较少甚至完全不使用刚性材料。而是采用新型复合硅胶、水凝胶、形状记忆合金、电活性聚合物等智能材料作为本体。其驱动形式也不仅仅局限于电机液压等，一些形式多样、特性各异的新型智能驱动器为软体机器人提供了丰富的选择，也为软体机器人的各种特殊结构设计提供了可能性。软体机器人本体材料和自身驱动的特殊性使其拥有与生俱来的柔顺性与大变形能力，可高效安全地在非结构化环境中与自然界生物进行安全交互，有效弥补了传统刚性机器人在这方面的不足。
[0005]但是传统的基于水凝胶的软体机器人应用环境容易受限，基于形状记忆合金的软体机器人控制相对困难，基于电活性聚合物的软体机器人加工相对困难。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，能够根据需要灵活组装和拆卸，动作精准可控，可适用于复杂环境下工作的模块化气动软体机器人。
[0007]本专利技术的技术解决方案是：一种模块化气动软体机器人，其特征在于：所述的机器人由多个机器人单元1串联构成，相邻的机器人单元1之间通过可拆卸连接机构2连接，所述的机器人单元1包括波纹管式的外壳体3，所述外壳体3内设置有n组气囊组件，n为大于3的自然数，所述的多组气囊组件在外壳体3的长度方向上等间距分布，所述气囊组件包括四个在圆周方向上均匀分布的气囊壳体4，即所述的机器人单元1中包含由4n个气囊组件，这些气囊组件分为四列，每一列都包含有n个气囊组件，每个气囊壳体4内都设置有气囊，所述气囊壳体4的外边缘设置有三个等间距分布的限位块5，所述限位块5活动连接
在开设于外壳体3内壁上的限位槽中，所述外壳体3的中心空腔内还设置有四条供气管路6，所述四条供气管路6分别与四列气囊组件一一对应，所述供气管路6上设置有n个三通电磁阀7，所述三通电磁阀7上连接有分管路8，所述分管路8则与一个气囊组件中的气囊相连通，即同一条供气管路6上的n个三通电磁阀7分别与一列气囊组件中的n个气囊通过分管路8一一连通，所有的三通电磁阀7均通过控制系统统一进行控制。
[0008]所述的可拆卸连接机构2包括通过抱箍9固定连接在外壳体3两端的连接盘10，所述连接盘10上设置有多个在圆周方向上均匀分布的连接孔11，两个连接盘10相互拼合后，通过穿接在连接孔11内的螺栓螺母组件连接为一体结构。
[0009]所述供气管路6的顶端连接有气路接头12。
[0010]本专利技术同现有技术相比，具有如下优点：本种结构形式的模块化气动软体机器人，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的软体机器人所存在的种种问题，设计出一种特殊的结构。它由多个相互串联的机器人单元构成，相邻的机器人单元之间通过特殊的可拆卸连接机构进行连接，使用者可以根据需要决定机器人单元的数量；每一个机器人单元都包括n组气囊组件，n组气囊组件又分为4列，每一列都有一个单独的气路对其进行控制，这样通过对不同列气囊组件中的特定气囊的控制（收、涨动作），便可以让该机器人单元实现灵活的动作，而多个机器人单元的协同动作，则可以实现本柔性机器人的复杂动作，可以极大地拓展本软体机器人的应用领域和使用场景。同时该机器人的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例的整体结构示意图。
[0012]图2是本专利技术实施例中外壳体部分的结构示意图。
[0013]图3是本专利技术实施例中气囊壳体部分的立体结构示意图。
[0014]图4是本专利技术实施例中气囊壳体部分的俯视图。
[0015]图5是本专利技术实施例中外壳体与气囊壳体的连接结构示意图。
[0016]图6是本专利技术实施例中机器人单元在弯曲动作时的示意图。
[0017]图7是本专利技术实施例中供气管路与气囊壳体的连接结构示意图（侧视）。
[0018]图8是本专利技术实施例中供气管路与气囊壳体的连接结构示意图（俯视）。
[0019]图9是本专利技术实施例中连接盘部分的结构示意图。
[0020]机器人单元1，可拆卸连接机构2，外壳体3，气囊壳体4，限位块5，供气管路6，三通电磁阀7，分管路8，抱箍9，连接盘10，连接孔11，气路接头12。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图说明本专利技术的具体实施方式如下：如图1至图9所示，一种模块化气动软体机器人，它由多个机器人单元1串联构成，相邻的机器人单元1之间通过可拆卸连接机构2连接，所述的机器人单元1包括波纹管式的外壳体3，所述外壳体3内设置有n组气囊组
件，n为大于3的自然数，所述的多组气囊组件在外壳体3的长度方向上等间距分布，所述气囊组件包括四个在圆周方向上均匀分布的气囊壳体4，即所述的机器人单元1中包含由4n个气囊组件，这些气囊组件分为四列，每一列都包含有n个气囊组件，每个气囊壳体4内都设置有气囊，所述气囊壳体4的外边缘设置有三个等间距分布的限位块5，所述限位块5活动连接在开设于外壳体3内壁上的限位槽中，这种限位块5和限位槽的结构可以防止气囊壳体4在水平方向上相对于外壳体3发生窜动，而与某个气囊壳体4相邻的上下两个方向上的气囊壳体4，以及波纹管形的外壳体3本身，则可以防止气囊壳体4在纵向上相对于外壳体3发生窜动；所述外壳体3的中心空腔内还设置有四条供气管路6，所述四条供气管路6分别与四列气囊组件一一对应，所述供气管路6上设置有n个三通电磁阀7，所述三通电磁阀7上连接有分管路8，所述分管路8则与一个气囊组件中的气囊相连通，即同一条供气管路6上的n个三通电磁阀7分别与一列气囊组件中的n个气囊通过分管路8一一连通，所有的三通电磁阀7均通过控制系统统一进行控制。
[0022]所述的可拆卸连接机构2包括通过抱箍9固定连接在外壳体3两端的连接盘10，所述连接盘10上设置有多个在圆周方向上均匀分布的连接孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化气动软体机器人，其特征在于：所述的机器人由多个机器人单元（1）串联构成，相邻的机器人单元（1）之间通过可拆卸连接机构（2）连接，所述的机器人单元（1）包括波纹管式的外壳体（3），所述外壳体（3）内设置有n组气囊组件，n为大于3的自然数，所述的多组气囊组件在外壳体（3）的长度方向上等间距分布，所述气囊组件包括四个在圆周方向上均匀分布的气囊壳体（4），即所述的机器人单元（1）中包含由4n个气囊组件，这些气囊组件分为四列，每一列都包含有n个气囊组件，每个气囊壳体（4）内都设置有气囊，所述气囊壳体（4）的外边缘设置有三个等间距分布的限位块（5），所述限位块（5）活动连接在开设于外壳体（3）内壁上的限位槽中，所述外壳体（3）的中心空腔内还设置有四条供气管路（6），所述四条供气管路（6）分别与四列气囊组件一...

【专利技术属性】
技术研发人员：母刚，张志磊，张国琛，李秀辰，张倩，张寒冰，李航企，娄玉仲，陈硕，刘家印，赵佳佳，
申请(专利权)人：大连海洋大学，
类型：发明
国别省市：